计及质心侧偏角动态自适应的无人驾驶汽车横坡弯道跟踪控制

作     者：张玮 高爱云 付主木 赵恩会 陈芊安 ZHANG Wei;GAO Aiyun;FU Zhumu;ZHAO Enhui;CHEN Qian an

作者机构：河南科技大学车辆与交通工程学院洛阳471003 河南科技大学信息工程学院洛阳471023 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第6期

页      面：962-972页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(62371182) 

主　　题：无人驾驶汽车 模型预测控制 质心侧偏角 横坡弯道 

摘      要：针对无人驾驶汽车在横坡弯道处因发生偏离期望轨迹甚至严重侧滑而失去稳定性的问题,提出质心侧偏角动态自适应控制策略。为应对汽车垂直载荷发生变化而导致轮胎侧偏刚度改变的情况,通过多组数据拟合得到载荷匹配图,进而设计基于模型预测算法的横向轨迹跟踪控制器,根据汽车入弯速度选择预测时域并结合道路弯度选择瞬态、稳态质心侧偏角,通过在线优化生成最佳前轮转角。最后搭建CarSim/Simulink联合在线仿真系统和实车系统进行验证,结果表明:所提控制策略能够保证汽车在横坡倾角为7%左右及弯道路面下不会出现严重的侧滑,从而提高了无人驾驶汽车在横坡弯道跟踪任务中的跟踪精度,使汽车具有良好的横向稳定性。